Krabbelnde Chaos-Kontrolle aus Göttingen

Sibylle Gaßner,

Der autonome Laufroboter AMOS krabbelt nach dem Vorbild von Insekten auf sechs Beinen und wechselt dabei je nach Situation flexibel die Gangart. So kann er sich befreien, wenn er in ein Loch getreten ist oder lernt, Steigungen in einer energiesparenden Gangart zu erklimmen. Dahinter steckt das Prinzip der “Chaos-Kontrolle”. Im Interview mit silcion.de erklärt Professor Marc Timme, vom Göttinger Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, wie das kontrollierte Chaos den Roboter in Gang hält.

silicon.de: Was kann Ihr Krabbelroboter im Augenblick noch nicht?

Professor Timme: “Advanced Mobility Sensor – driven Walking Device with 6 legs” heißt unser Forschungspartner übrigens, Krabbelroboter möchte er nicht genannt werden, seine Freunde nennen ihn AMOS. Er ist traurig, dass er noch nicht so ein gutes Erinnerungsvermögen hat. Da die Kontrolle sensorgesteuert ist, geht ihm die Information, über etwaige Hindernisse zum Beispiel, schnell verloren, sobald die Hindernisse nicht mehr von Sensoren erkannt werden. Derzeit lösen wir dies durch einen Trick, der so noch nicht sehr elegant ist. …

silicon.de: Was für einen Trick?

Professor Timme: Es ist so, dass wir “künstlich” den Roboter instruieren, gewählte Gangarten in bestimmten Situationen eine gewisse Zeit beizubehalten. Dies funktioniert nach dem Prinzip der Hysterese das heißt, wenn der Wert einer Variable (in unserem Fall sensorische Signale) sich wenig verändert, bleibt zunächst der Originalzustand erhalten, erst bei starken Änderungen wird ein anderer Zustand angenommen.

Zum Beispiel schaltet AMOS bei einem lauten “Feind”, der von hinten kommt und über akustische Sensoren detektiert wird, in eine schnellere Gangart und läuft somit vom Feind davon. Wegen der Hysterese behält AMOS diese schnelle Gangart auch noch bei, wenn das akustische Signal leiser wird; es kann sogar bis zu einer so niedrigen Lautstärke abnehmen, dass diese Lautstärke allein nicht ausreichen würde, mit der Fluchtgangart zu reagieren; dennoch wird diese beibehalten, einfach weil sie schon aktiv ist. Erst bei noch niedrigerer Lautstärke schaltet AMOS dann wieder in die normale Gangart zurück.

silicon.de: Welche Weiterentwicklungen sind für die Zukunft geplant?

Professor Timme: Neuronale Kontrolle mit Gedächtnis ist ein Thema, an dem wir gerade zusammen weiter forschen.